Lubricantes

Sustancias capaces de formar una película entre las piezas o mecanismos en movimiento, reduciendo los desgastes propios del rozamiento. Facilita la evacuación del calor generado durante el funcionamiento, además de evitar la oxidación de los materiales con los que está en contacto. Puede a su vez arrastrar las posibles impurezas que hayan podido penetrar en los componentes de la máquina. Disminuye el ruido generado en su funcionamiento. Evita que las piezas rocen directamente entre sí.

Clasificación

Lubricantes Líquidos (Aceites)

• Aceites Vegetales y Animales: No suelen aplicarse en la mecánica. Inconvenientes: tienden a oxidarse, generan ácidos corrosivos, pueden ser cultivo de bacterias, pueden reaccionar generando jabones.
• Aceites Minerales: Se obtienen básicamente mediante el refinado de petróleo, aunque también se pueden obtener de ciertos carbones.
• Aceites Sintéticos: Creados mediante síntesis, por reacción química de hidrocarburos. Se obtienen de subproductos petroliferos, los cuales se combinan químicamente en procesos de laboratorio. Poseen buenas propiedades lubricantes, mayor índice de viscosidad, mejor fluidez a bajas temperaturas, y son capaces de admitir bien elevadas temperaturas evitando la oxidación de los elementos que están en contacto con él. Pueden emplearse combinados con aceites minerales o con la combinación de varios aceites.

Lubricantes Sólidos

Se emplean siempre que no sea posible la aplicación de lubricantes líquidos o pastosos. Los podríamos encontrar sometidos a temperaturas extremas o elevadas presiones. Los más empleados son grafito, talco, PTFE (politetrafluoroetileno), etc.

Lubricantes Pastosos (Grasas)

Se componen en un 80% de un aceite mineral o sintético, al cual se le añade un espesante que le confiere el soporte y estabilidad al aceite, generando su forma pastosa. El aceite genera en la grasa su propiedad lubricante. El espesante aporta consistencia, resistencia al agua, estabilidad mecánica, etc. Los espesantes más habituales son los jabonosos. A las grasas se les añaden aditivos, que mejoran ciertas propiedades como la oxidación, la resistencia al agua, antidesgaste, etc.

Propiedades de las Grasas

• Punto de Gota: Temperatura a la cual la grasa comienza a transformarse en aceite.
• Consistencia: Propiedad fundamental en las grasas, ya que nos indica el procedimiento de empleo. Una grasa más fluida permitirá un bombeo centralizado, una consistente permanecerá en el lugar depositado realizando su función. Esta característica se mide mediante un ensayo de penetración, realizado por un cono que intenta profundizar en una porción de grasa. De aquí se genera la escala NLGI. Las grasas más habituales son las que poseen grados NLGI 2 o 3. Las de NLGI 0 y 1 se utilizan para temperaturas muy bajas.

Características de los Lubricantes

Cada máquina requiere aceites con unas características determinadas:

Viscosidad

Es la propiedad más importante. La entendemos como la oposición o resistencia que muestran las moléculas de un líquido al fluir. En ocasiones se confunde el término viscosidad con la densidad o untuosidad. La untuosidad es la capacidad de un lubricante de adherirse a una superficie. Por densidad se entiende la relación entre la masa de un cuerpo y el espacio que ocupa. La viscosidad variará dependiendo de la temperatura y la presión. A mayor temperatura menor viscosidad del lubricante. A mayor presión mayor viscosidad. De aquí sacamos el índice de viscosidad.

Escalas en las que se mide la viscosidad

• Dinámica: Se puede definir o medir por el tiempo en el que un líquido tarda en fluir a través de un tubo capilar a una determinada temperatura. Su unidad es el centiPoise (cP).
• Cinemática: Representa la característica propia del líquido, dejando las fuerzas que generan su movimiento. Se define como el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad del producto en cuestión. Su unidad es el centiStoke (cSt).

Viscosidad SAE (Society of Automotive Engineers)

Se designa mediante un número, el cual indica un intervalo de viscosidades. Esta clasificación se divide en aceites para motor (SAE 0W, 30, etc.), y por otra parte en aceites para engranajes (SAE 70W, 85, etc.). Los valores de viscosidad en grados SAE están medidos a 99ºC, alguna designación va acompañada de la letra W (Winter) lo que asegura un buen comportamiento en frío. Estos lubricantes reciben el nombre de aceites monogrado, ya que también existen los aceites multigrado. Provienen de un aceite con características Winter, al que se le añaden aditivos y mejoran su índice de viscosidad, con esto logramos un lubricante polivalente que trabaja bien a bajas temperaturas. La ventaja de los aceites multigrado frente a los monogrado es que presentan mejores comportamientos cuando existen gradientes acentuados de temperatura, permaneciendo estables y evitando descomponerse.

Viscosidad ISO VG (International Standard Organization, Viscosity Grade)

La viscosidad en este sistema de clasificación se divide en 18 grupos, abarcan desde los 2 hasta los 1500 cSt, gracias a este intervalo se engloban desde los aceites más finos a los más espesos. Por lo que se designará por un número equivalente a la viscosidad media. Saber que el intervalo de viscosidades en cada grupo variará +- 10% de su viscosidad cinemática media. Cada viscosidad media será aproximadamente un 50% superior a su anterior.

Composición de los Lubricantes

Están compuestos por un aceite base, pero las propiedades que presenta este compuesto no pueden satisfacer las necesidades y exigencias que le son solicitadas por las máquinas. Debido a esto se le añaden aditivos que aportan características y especificaciones necesarias para un correcto trabajo, entre ellas:

• Índice de Viscosidad: Lo mejoran.
• Antioxidante y Anticorrosión: Logran su función oxidándose ellos y neutralizando la generación de óxido en las piezas que estén en contacto con el aceite. Esta característica es finita (sustituir lubricante).
• Detergentes y Dispersantes: Se ven expuestos a la presencia de contaminantes que entran en contacto con ellos, con los aditivos se logra neutralizar estas sustancias mediante una reacción química con los ácidos perjudiciales. Esta propiedad se logra mediante una reserva alcalina, TBN (Total Base Number), que es capaz de reaccionar neutralizando el ácido.
• Antidesgaste: Alargar la vida de las superficies de máquinas minimizando su rozamiento.
• Antiespumante: Evitan las burbujas de aire dentro del aceite con lo que impiden la generación de espuma. Esta propiedad es muy importante en lubricantes hidráulicos o de turbinas ya que el aire es compresible y si en el aceite existen burbujas la presión disminuirá y no se transmitirá uniformemente.
• Extrema Presión: Con ciertos aditivos se asegura la presencia del lubricante, aunque las piezas en contacto estén sometidas a presiones extremas.

Clasificación de los Lubricantes

Clasificación AGMA (American Gear Manufacturers Association) es la referencia que teniendo en cuenta el tipo de engranaje así como sus condiciones de trabajo, establece las condiciones del lubricante y su viscosidad más adecuada en aplicaciones para cajas reductoras o engranajes.

Regímenes de Lubricación

En todas las superficies encontraremos una rugosidad que genera una serie de dientes, que causan oposición al movimiento relativo entre dos piezas y al deslizamiento. Las funciones del lubricante es introducirse en esas irregularidades de forma que elimine este inconveniente. A mayor rugosidad mayor será la capa del lubricante intercalada en las piezas de movimiento. Existen varias situaciones de lubricación:

• Lubricación Límite: Cuando la capa de lubricante que se establece entre los dos cuerpos que poseen movimiento rotativo es pequeña, aparece el contacto directo de metal contra metal, entonces se produce un rozamiento excesivo entre las superficies generando grandes desgastes y el incremento de la temperatura.
• Lubricación Hidrodinámica: Se establece cuando las superficies que poseen movimiento relativo están totalmente separadas por una película de aceite, no entrando en contacto en ningún momento.
• Lubricación Mixta: Se generan capas de aceite con espesores intermedios entre la lubricación límite y la hidrodinámica.
• Lubricación Elastohidrodinámica: Se genera en los cuerpos que poseen movimientos relativos de rotación. Al ser pequeña la zona de contacto, la presión que se establece entre las superficies de rozamiento aumenta enormemente. Debido a esto el lubricante también aumenta su viscosidad, lo que obliga al aceite a permanecer en su posición, transfiriendo esa presión y produciendo una deformación elástica de las superficies de los materiales.

Sistemas de Lubricación

Lubricación Manual

Se utilizará cuando no se requiera una gran cantidad de lubricante ni un engrase continuo. Para su aplicación se emplean engrasadores que son pequeños depósitos con una cantidad de lubricante que llega directamente a las zonas que lo requieren. Ej: El de bola, engrasador tipo Stauffer, copa y los de grasa consistente.

Lubricación Automática

Se realiza de forma continua y precisa con sistemas automáticos. El inconveniente que presentan es su coste. Podemos encontrar dos tipos: centralizados (lubricación en un solo punto) y los distribuidos (mejores condiciones de lubricación). Los más habituales de estos son el engrase por baño de aceite, mediante bomba, por barboteo, por pulverización.

Etiquetas: lubricantes, propiedades de los lubricantes, tipos de lubricantes, Viscosidad